CN114122238B - 一种聚光型紫外发射器件封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚光型紫外发射器件封装结构，涉及半导体封装结构技术领域，包括：基底、出光杯、紫外线发射芯片和透镜，其中透镜的入射面为平面，出光面为凸面，透镜用于与出光杯接触的一端的外周面设置有向远离透镜方向延伸的环形凸缘，环形凸缘远离透镜的边沿设置有向基底延伸的第一环形凸台，出光杯设有出光口的端面上开设有第一环形凹槽，第一环形凸台伸进第一环形凹槽内，且第一环形凸台内壁抵于第一环形凹槽的侧壁上，第一环形凸台底面抵于第一环形凹槽的底面上，第一环形凸台内壁与第一环形凹槽的侧壁、第一环形凸台底面与第一环形凹槽底面通过粘结剂粘结连接，因此，本发明提供的方案能够提高紫外线的传输距离以及产品结构的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装结构技术领域，特别是涉及一种聚光型紫外发射器件封装结构。
背景技术
深紫外发光二极管(UVC LED)具有可靠性高、寿命长、反应快、功耗低、环保无污染、体型小等优势，被广泛应用于紫外光通信、杀菌消毒等领域。其紫外光通信具有灵活、低窃听、全方位、非视距通信的独特优势，紫外线光子主要应用于短距离的、保密性高的等重要通信领域，深紫外光子在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变，这为也为紫外光通信奠定了通信基础，但传输中吸收深紫外光子作用带来的衰减使紫外光的传输限定在一定的距离内；目前深紫外LED芯片WPE效率只有不到5%，实验室WPE效率只有10%左右，也限制了深紫外光通信的距离传输，以及传输距离散射范围要求；现有虽然也存在使用透镜来实现对紫外线进行聚光，进而提高传输的距离，但是，现有的用于紫外线芯片封装结构中的透镜均是通过粘结胶固定，且粘结剂往往暴露于紫外线的照射下，粘结胶在紫外线的照射下加速了其老化，导致结构损坏较快，为此，亟需一种新型的封装结构来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚光型紫外发射器件封装结构，以解决上述现有技术存在的问题，提高紫外线的传输距离进而达到长距离宽范围紫外光通信技术要求且能够提高其结构的稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种聚光型紫外发射器件封装结构，包括：
基底，所述基底正面设置有正面线路层；
出光杯，所述出光杯内壁为聚光型反光面，所述出光杯两端开口，所述出光杯的一端为出光口，另一端固定设置于所述基底的正面；
紫外线发射芯片，所述紫外线发射芯片设置于所述正面线路层的功能区；
透镜，所述透镜的入射面为平面，出光面为凸面，所述透镜用于与所述出光杯接触的一端的外周面设置有向远离所述透镜方向延伸的环形凸缘，所述环形凸缘远离所述透镜的边沿设置有向所述基底延伸的第一环形凸台，所述出光杯设有所述出光口的端面上开设有第一环形凹槽，所述第一环形凸台伸进所述第一环形凹槽内，且所述第一环形凸台内壁抵于所述第一环形凹槽的侧壁上，所述第一环形凸台底面抵于所述第一环形凹槽的底面上，所述第一环形凸台内壁与所述第一环形凹槽的侧壁、所述第一环形凸台底面与所述第一环形凹槽底面通过粘结剂粘结连接。
优选的，还包括管帽，所述管帽呈套筒状，所述管帽的一端向内侧弯折延伸，形成一压紧环；
安装时，所述透镜的凸面从所述管帽远离所述压紧环的开口伸进并从所述压紧环中伸出所述管帽，安装完毕后，所述压紧环压紧于所述环形凸缘上，所述管帽固定设置。
优选的，还包括底座，所述管帽和所述底座均为金属材质，所述基底固定设置于所述底座上，所述出光杯、所述基底和所述正面线路层均位于所述管帽内，所述管帽焊接固定于所述底座上。
优选的，还包括两个导电柱，所述基底和所述底座上均设置有通孔，所述导电柱的一端焊接于所述正面线路层上，另一端依次穿过所述基底和所述底座上的通孔，所述底座上的通孔内嵌套有绝缘套筒，所述导电柱与所述底座上的通孔内壁隔置有所述绝缘套筒。
优选的，所述底座、所述基底、所述出光杯的外壁与所述管帽的内壁同处于同一柱面上。
优选的，所述底座远离所述基底的一端的外周面设置有向外侧延伸的支撑面，所述管帽的下沿设置有沿着支撑面延伸的被支撑面，所述压紧环压紧于所述环形凸缘上时，所述被支撑面抵接于所述支撑面上。
优选的，所述基底为陶瓷基板，所述基底的背面电镀有金属焊层，所述金属焊层不与所述导电柱接触，所述底座与所述金属焊层焊接连接。
优选的，所述正面线路层包括功能焊盘和载体焊盘，所述功能焊盘即为所述正面线路层的功能区，所述功能焊盘和所述载体焊盘均为电镀于所述基底上的金属电镀层，所述功能焊盘嵌套于所述载体焊盘内，所述出光杯为金属材质，所述出光杯焊接固定于所述载体焊盘上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构中的出光杯的内壁面为聚光型反光面，且还设置有具备聚光作用的透镜，紫外线发射芯片发射的紫外光线通过出光杯形成准直光线照射透镜入射面，通过透镜进一步聚光整合，把出射光线进一步拉的距离更长更远，从而实现更远距离紫外光通信，以及出射光线光路中紫外光子散射范围更广，达到长距离宽范围紫外光通信技术要求；再者，用于粘接透镜的粘结胶背离出光口，避免了粘结胶长时间被紫外线照射，粘结胶产生黄化、脆化以及结合力降低等现象的发生，因此，本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构能够提高紫外线的传输距离以及结构的稳定性，延长使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构的结构爆炸图；
图2为本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构的内部结构示意图；
图3为本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构的外部结构示意图；
图4为正面线路层的结构示意图；
图5为透镜的结构示意图；
图6为出光杯的结构示意图；
图中：1-管帽、2-透镜、3-出光杯、4-紫外线发射芯片、5-正面线路层、6-基底、7-金属焊层、8-底座、9-绝缘套筒、10-导电柱、11-压紧环、12-被支撑板、21-环形凸缘、51-载体焊盘、52-功能焊盘、81-支撑板、511-凸缘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种聚光型紫外发射器件封装结构，以解决现有技术存在的问题，本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构能够提高紫外线的传输距离以及结构的稳定性，延长使用寿命。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种聚光型紫外发射器件封装结构，适用于对TO紫外发射器件的封装，如图1~6所示，包括：
基底6，基底6正面设置有正面线路层5；
出光杯3，出光杯3内壁为聚光型反光面，出光杯3两端开口，出光杯3的一端为出光口，另一端固定设置于基底6的正面；
紫外线发射芯片4，紫外线发射芯片4设置于正面线路层5的功能区；
透镜2，透镜2的入射面为平面，出光面为凸面，透镜2用于与出光杯3接触的一端的外周面设置有向远离透镜2方向延伸的环形凸缘21，环形凸缘21远离透镜2的边沿设置有向基底6延伸的第一环形凸台，出光杯3设有出光口的端面上开设有第一环形凹槽，第一环形凸台伸进第一环形凹槽内，且第一环形凸台内壁抵于第一环形凹槽的侧壁上，第一环形凸台底面抵于第一环形凹槽的底面上，第一环形凸台内壁与第一环形凹槽的侧壁、第一环形凸台底面与第一环形凹槽底面通过粘结剂粘结连接。
本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构中的出光杯3的内壁面为聚光型反光面，且还设置有具备聚光作用的透镜2，紫外线发射芯片4发射的紫外光线通过出光杯3形成准直光线照射透镜2入射面，通过透镜2进一步聚光整合，把出射光线进一步拉的距离更长更远，从而实现更远距离紫外光通信，以及出射光线光路中紫外光子散射范围更广，达到长距离宽范围紫外光通信技术要求；再者，用于粘接透镜2的粘结胶背离出光口，避免了粘结胶长时间被紫外线照射，粘结胶产生黄化、脆化以及结合力降低等现象的发生，因此，本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构能够提高紫外线的传输距离以及结构的稳定性，延长使用寿命。
进一步的，本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构还包括管帽1，管帽1呈套筒状，管帽1的一端向内侧弯折延伸，形成一压紧环11；
安装时，透镜2的凸面从管帽1远离压紧环11的开口伸进并从压紧环11中伸出管帽1，安装完毕后，压紧环11压紧于环形凸缘21上，管帽1固定设置，管帽1能够将透镜2压紧于出光杯3上，防止其因粘结胶老化而脱落，起到了增强产品结构稳定性的作用。
进一步的，本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构还包括底座8，管帽1和底座8均为金属材质，基底6固定设置于底座8上，出光杯3、基底6和正面线路层5均位于管帽1内，管帽1起到包括各器件的作用，管帽1焊接固定于底座8上，底座8远离基底6的一端的外周面设置有向外侧延伸的支撑面，由一体成型于底座8上的支撑板81上端面形成，管帽1的下沿设置有沿着支撑面延伸的被支撑面，被支撑面由一体成型于管帽1下沿的被支撑板12形成，压紧环11压紧于环形凸缘21上时，被支撑面抵接于支撑面上，并将被支撑板12焊接于支撑板81上，管帽1和其下沿的被支撑板12通过模具压铸一体成型而成。
进一步的，本发明提供的聚光型紫外发射器件封装结构还包括两个导电柱10，导电柱10为金属圆柱形柱子，基底6和底座8上均设置有通孔，基底6上的通孔内径与导电柱10外径一致，导电柱10的一端焊接于正面线路层5上，另一端依次穿过基底6和底座8上的通孔，底座8上的通孔内嵌套有绝缘套筒9，导电柱10与底座8上的通孔内壁隔置有绝缘套筒9，绝缘套筒9内径与导电柱10外径一致，绝缘套筒9外径与底座8上通孔内径一致，导电柱10用于与其他的加电焊盘或电源连接导通。
进一步的，底座8、基底6、出光杯3的外壁与管帽1的内壁同处于同一柱面上，管帽1内壁对底座8、基底6、出光杯3起到限位作用，提高其结构的稳定性和结构强度。
进一步的，基底6为陶瓷基板，基底6的背面电镀有金属焊层7，金属焊层7不与导电柱10接触，底座8与金属焊层7焊接连接。
进一步的，正面线路层5包括功能焊盘52和载体焊盘51，功能焊盘52和载体焊盘51不连通，功能焊盘52即为正面线路层5的功能区，功能焊盘52和载体焊盘51均为电镀于基底6上的金属电镀层，功能焊盘52嵌套于载体焊盘51内，出光杯3为金属材质，出光杯3焊接固定于载体焊盘51上，功能焊盘52分为两个子焊盘，两个子焊盘之间具备间隙，两个子焊盘均呈半圆形，两个子焊盘相对的两侧设置有向外突出的凸缘511，导电柱10的一端与凸缘511互联导通，此设置可以在功能焊盘52尺寸较小的情况下依旧保持两个导电柱10之间的间距较大。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种聚光型紫外发射器件封装结构，其特征在于：包括：
基底，所述基底正面设置有正面线路层；
出光杯，所述出光杯内壁为聚光型反光面，所述出光杯两端开口，所述出光杯的一端为出光口，另一端固定设置于所述基底的正面；
紫外线发射芯片，所述紫外线发射芯片设置于所述正面线路层的功能区；
透镜，所述透镜的入射面为平面，出光面为凸面，所述透镜用于与所述出光杯接触的一端的外周面设置有向远离所述透镜方向延伸的环形凸缘，所述环形凸缘远离所述透镜的边沿设置有向所述基底延伸的第一环形凸台，所述出光杯设有所述出光口的端面上开设有第一环形凹槽，所述第一环形凸台伸进所述第一环形凹槽内，且所述第一环形凸台内壁抵于所述第一环形凹槽的侧壁上，所述第一环形凸台底面抵于所述第一环形凹槽的底面上，所述第一环形凸台内壁与所述第一环形凹槽的侧壁、所述第一环形凸台底面与所述第一环形凹槽底面通过粘结剂粘结连接；还包括管帽，所述管帽呈套筒状，所述管帽的一端向内侧弯折延伸，形成一压紧环；
安装时，所述透镜的凸面从所述管帽远离所述压紧环的开口伸进并从所述压紧环中伸出所述管帽，安装完毕后，所述压紧环压紧于所述环形凸缘上，所述管帽固定设置；还包括底座，所述管帽和所述底座均为金属材质，所述基底固定设置于所述底座上，所述出光杯、所述基底和所述正面线路层均位于所述管帽内，所述管帽焊接固定于所述底座上；还包括两个导电柱，所述基底和所述底座上均设置有通孔，所述导电柱的一端焊接于所述正面线路层上，另一端依次穿过所述基底和所述底座上的通孔，所述底座上的通孔内嵌套有绝缘套筒，所述导电柱与所述底座上的通孔内壁隔置有所述绝缘套筒；所述底座、所述基底、所述出光杯的外壁与所述管帽的内壁同处于同一柱面上；
出光杯用于使得所述紫外线发射芯片发射的紫外光线形成准直光线，透镜用于对光线进行进一步的聚光整合。
2.根据权利要求1所述的聚光型紫外发射器件封装结构，其特征在于：所述底座远离所述基底的一端的外周面设置有向外侧延伸的支撑面，所述管帽的下沿设置有沿着支撑面延伸的被支撑面，所述压紧环压紧于所述环形凸缘上时，所述被支撑面抵接于所述支撑面上。
3.根据权利要求1所述的聚光型紫外发射器件封装结构，其特征在于：所述基底为陶瓷基板，所述基底的背面电镀有金属焊层，所述金属焊层不与所述导电柱接触，所述底座与所述金属焊层焊接连接。
4.根据权利要求3所述的聚光型紫外发射器件封装结构，其特征在于：所述正面线路层包括功能焊盘和载体焊盘，所述功能焊盘即为所述正面线路层的功能区，所述功能焊盘和所述载体焊盘均为电镀于所述基底上的金属电镀层，所述功能焊盘嵌套于所述载体焊盘内，所述出光杯为金属材质，所述出光杯焊接固定于所述载体焊盘上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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